《注水式足部按摩器》标准解析

舒小红

现代医学认为，脚是人体的“第二心脏”，脚有无数的神经末稍与大脑紧密相连，与人体健康息息相关。中医学对脚部的保健也非常重视。采用正确的足浴按摩方法会对人体健康有一定的辅助作用。目前，我国涉及足浴器产品的标准有2个：即GB 4706.1《家用和类似用途电器安全第1部分：通用要求》和GB 4706.10《家用和类似用途电器安全按摩器具的特殊要求》。这两个标准均是产品的安全标准，属家用和类似用途电器产品的通用标准。

2008年底以前，由于针对按摩器具产品性能的标准尚未制订，各制造企业按照自己的方式自行设计生产，其产品不但达不到养生的效果，有的甚至适得其反。由全国家用电器标准化技术委员会组织，上海荣泰健身科技发展有限公司等按摩器具行业主要企业参与了《注水式足部按摩器》国家标准的制订工作。标准制订小组在对市场现有的该类产品和消费者使用情况调查的基础上，对该产品的适用范围、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存以及标准制订原则和说明事项等内容进行了分析和研究。目前，该标准已通过国家相关部门的审定。

为使各相关企业更有效地执行该标准，现对标准中制定的主要指标和方法进行浅析。

一、标准性能指标对质量控制的作用

1.注水式足部按摩器（简称：足浴器）的结构

足浴器产品集多种功能于一体，如有类似热水器的加热、洗脚以及按摩功能。故在设计开发、生产制造、销售服务以及使用时与其他产品有如下区别：

①此类产品均采用强电；

②是由非专业人员对其进行注水；

③在使用过程中人体与其内部的水为直接接触；

④使用人群广泛，适合于各类人群（包括老人、小孩、智障人、残疾人等），使用者的文化程度参差不齐；

⑤由于属于开放式加热方式，在加热的同时也在散热，此类产品在冬天使用较多，提高能效非常重要；

⑥使用环境比较恶劣，一般是在卫生间使用，防潮性能较与其他电器产品要求更高。

综合上述结构和使用的特殊性，在确定产品性能指标时，考虑了安全、节能、噪声、环保等方面因素，确定了相关性能指标。

2.注水式足部按摩器的性能指标

①安全要求

足浴器基本功能之一——电加热是将电能通过加热元器件转换成热能的过程。要想在较短时间内将电能转换成热能，只有采用强电来实现。故产品电气部分设计着重于电器安全。

指标规定：“足浴器的电气安全应符合GB 4706.1和GB 4706.10”要求。这是家用和类似电器安全要求的通用标准，是关系到人身安全和财产安全的大事，是必须遵守的指标。

②整机外观

标准的整机外观表面要求：“应光洁、平整、圆滑，无划痕、刮伤、锐角、毛边等；紧固件不松动，底座脚垫不应脱落；操作面板标贴图形符号和字迹应准确、清晰，粘贴牢固，不起翘，粘贴位置端正。”

外观质量会影响到使用者的情绪：锐角、毛边可能会给使用者造成伤害；紧固件的松动，底座脚垫的脱落将会影响产品的正常使用；操作面板标贴图形符号和字迹应准确、清晰，粘贴牢固，不起翘，粘贴位置端正是为了确保使用者对操作指示的辨识，从而正确和安全地使用产品。

③塑料件

塑料件是构成足浴器结构的主要零部件，它除了起着装饰作用外，还起着支撑、联接、固定、组合等作用。塑料件质量的好与差直接关系到产品的结构质量、机械强度、支撑刚性、结合面缝隙、噪声和防水等性能。

④控制键

产品的使用和控制是依靠电源开关以及各功能控制键来实现的，电源开关和功能操作的控制键是产品使用时的重要功能键，控制键的质量关系到产品使用质量，因电源开关和按键接触不良、短路以及串键，都会影响产品使用质量甚至无法使用。标准对“电源开关和各功能控制键应操作灵活，工作可靠，无卡阻、接触不良等缺陷”作出了相应的质量要求，以确保使用功能正常运行。

⑤水温控制误差

足浴器的主要功能之一是热水泡脚，水温控制非常重要。

通过大量的试验表明，当水温低于人体温度37℃时，血液循环与平常基本一样，达不到足浴的效果，随着水温的升高，血液循环开始加速，脚皮细胞变得活跃，脚上的毛孔开始增大，脚上的污垢开始从皮肤脱落，温度继续升高，此效果越明显。但温度达到50℃后，人就有灼烫的感觉，当水温超过57℃时，会灼伤皮肤，水温高于60℃，则会烫伤皮肤。

由于大多数人的脚面皮肤比较薄，且长时间包裹，比较脆弱，再加上脚部的血管分布非常丰富，穴位较密集，对热比较敏感，温度到了55℃后，血液循环加速较快，人会感觉不适。为此，标准将其额定温度规定在50℃，且误差不超过2℃，即足浴器的最高温度应不超过52℃。这样既可以避免由于温度控制器的误差造成使用者的灼伤，又可让使用者感到舒适。

⑥额定容量

足浴器的水容量的大小是否适合，对足浴的舒适度和安全起到至关重要的作用。人们购买和使用足浴器，身体和心理要求的就是舒适，如果没有舒适度，就会失去足浴的意义，为此舒适度一直是人对产品感官的重要指标。

产品的水容量与水的温升速度有直接的关系，水容量过大，温升速度会慢且产品体积大；水容量过小，脚部的足浴部位受到限制，则影响足浴器的使用效果和舒适度。而且容量与产品的其他指标有着关联，如：升温速度、热效率、噪声等，与水的体积有着直接的关系。在进行产品设计研发时首先应规定其容量，只有容量确定下来后，才能对产品体积、加热器规格、水泵规格等进行规定。

产品额定容量由制造商自行决定，并应在产品上和铭牌中清楚标注，以告知使用者的注水量。水具有导电性和流动性，在消费者使用过程中很容易不小心将水溅到足浴器外面，或足浴器中的水装得过满，通电工作时，由于气泡功能、冲浪功能、按摩轮的旋转等会使水翻动溢出，容易造成电气损坏、短路、甚至触电的人身伤害事故。考虑到足浴器的型腔比较复杂，额定容量的误差定的太小，刻度线的准确性很难保证，为此将其偏差定为不超过额定容量的±10%。

⑦升温速度

使用时，使用者不希望等待时间过长而影响心情，同时，升温速度也是体现能效的重要特征之一，故设计产品时，加热器的功率与容量应是成正比的，但也不应大功率小容量而增加能耗。通过大量的试验和数据分析，将足浴器的加热速度规定为应不小于1.3℃/min比较合理。

⑧热效率

在加强环境保护、节能降耗、合理利用资源、避免浪费的今天，转换效率指标在很多产品中已经给予了规定。

加热是足浴器最基本的功能之一，使用者希望用较少的电能就可以得到满意的使用效果，提高转换效率，减少电能转换成热能过程的损耗，是节能的重要指标。但足浴器是比较特殊的开放型加热器具，它在加热过程中，同时也在散热，特别是冬天，人们最需要热水足浴的时候，由于环境温度较低，散热速度加快，将其热效率定的高是不现实的，但规定得过低，不符合制订标准的精神。

通过大量的试验，并结合国内加热器制造业的水平情况，标准将足浴器的热效率定为大于60%，既能体现国内制造水平，也能遏制部分质量水平低下的产品流入市场。

⑨计时器

计时器有两个功能，一是控制按摩器具的额定工作时间，二是可供使用者自己设定器具工作时间。在人们足浴时，对时间的长短误差要求并不严格，虽然计时器的准确度不会影响器具的使用，但对于一个装有计时器的按摩器具来讲，所配置零部件的质量均能体现按摩器具的品质，既然配置有计时器，就应该对其精度给予要求。按照通常的计时器产品标准的规定，确定了计时器的偏差不超过±1%。

⑩堵塞保护

在使用足浴器时，通常是人脚上的老化皮屑会在按摩揉搓的过程中脱落，不少人会在足浴时采用中药泡脚，还有些人喜欢在足浴时放入其他的添加物品，如：玫瑰花瓣、香草等等。由于上述原因，会产生脚部老化皮、中药渣、添加物品的残渣，而这些残渣物随着水循环带入水泵、水管、水阀门，从而造成水通道的堵塞，影响足浴器的正常使用。严重时水不再循环，加热器只对留在加热器内部少量水进行加热，而足浴器容器内的水温度不再上升，使温度传感器难以检测，致使加热器和其他器具烧坏。

目前可采用的堵塞保护措施主要有在加热器附近增加温度传感器、水回流口处增加过滤网、采用2个以上出水口等措施。本标准从安全可靠方面，要求注水口堵塞时，当加热元器件达到温度设定值时，应自动断开电源，确保人身安全和产品本身的安全。

足浴器的加热器在断水情况下，温度会急剧上升，这不但会烧坏电气，还会因温度增高使塑料制品软化变形影响正常工作，严重的还会造成人身伤害和财产损失，为此，防止产品在无水的情况下通电是很重要的。

特别是现在使用足浴器的人以年长者为居多，在使用足浴器并排放水后，有时会忘记关掉电源，或者是只放入少量水就开启电源，还有是小孩或智障者玩耍开启电源情况，都会烧坏产品电气，严重的会有人身安全隐患。

为了避免上述情况发生，确保人身和产品安全，标准规定在足浴器无水或水容量小于额定容量的10%时，器具应设计不能启动工作的措施。

多年来噪声一直是世界各国非常重视的一个问题，噪声会污染环境，影响人体健康，作为一种严重的公害已日益引起人们的关注，目前世界各国已纷纷制定出控制噪声的标准。特别是现在环境保护越来越重视的情况下，降低各类噪声已经成为各行业研究的课题之一。

噪声是发音体不规则的振动发出的声音（区别于音乐），是一类引起人情绪烦躁、或由于音量过强、频率过高、骤升骤降等而危害人体健康的声音，噪音污染也是环境污染的一种，应尽力避免。但任何工作的器具都会不可避免地发出噪声，为此本标准要求将设备的噪声降至人们可接受的范围。

对足浴器噪声的衡量，应选择其在最严酷工作状态下所发出的综合声音。由于足浴器在使用过程中，有来自产品机械传动、水流撞击、振动按摩等声音。同时，因其是开放型使用的产品，这些声音无法隔离、吸声、消声，只有通过材料的选择、设计技巧和提高产品的制造精度等手段降低。

通过市场调研和人们对声音的接受度，以及大量的试验、研究和分析，将足浴器的噪声规定为：足浴器在装入额定容量的水，开启所有功能到稳定状态建立，其声功率级噪声值应不大于68dB(A)，且无明显异音。

a.足浴器的进出水管应具有足够的强度。足浴器的部分功能是通过水泵工作带动水循环来实现的。在水循环的过程中，足浴器的进出水管会受到一定的压力，如果水管没有足够的强度，就可能会产生裂纹、破裂等情况，从而造成渗水和漏水，足浴器采用的是强电，漏水是非常严重的质量事故，很可能威胁使用者的生命安全，对水管提出强度要求是非常必要的。

b.连接的水管应具有耐高温性能以免在使用中损坏。足浴器最基本的功能就是热水泡脚，在足浴器的工作中，水是在不断进行加热，所有的水管以及联结部件长时间处于高温条件下工作，没有足够的耐高温性能，可能产生裂纹和破裂，从而造成漏水，将会给使用者带来生命安全的危险，对水管提出耐高温性能要求是非常必要的。

c.水管连接应符合国家有关水管接头标准的要求。足浴器的水循环和加热原理与电热水器相似，在水循环系统中，不允许有渗水和漏水的现象发生，否则会损坏电气甚至威胁到人身安全。足浴器属于GB 4706.10中提及的“带有液体容器的器具”，为了保障安全，避免因漏水而产生的伤害和损失，要求水管的连接应符合国家有关水管接头标准的要求。

二、试验方法

指标的规定为产品质量的稳定提供了保障。但是怎样才能让产品满足指标规定的要求？这是设计者和制造商关注的，也是最难控制的。为了能满足标准，产品的各项指标必须达到规定的要求，这需要从制定产品的设计方案开始，直到产品的产出每个环节的控制、试验、分析和改进。

1.试验条件

由于足浴器属于比较特殊的敞开式器具，在加热的同时也在散热，为了使试验数据更接近准确，将试验的环境温度规定为23℃±2℃，其他条件无特殊要求。

2.试验用仪器、仪表和设备的精确度要求（见表1）

表1 仪器、仪表和设备的精确度

除有仪器的实测数据与标准值对照以外，其余根据检验人员目视或者根据足浴器的运行状况判定。

3.电气安全试验

足浴器是机电一体化产品，内部安装有许多带电部件，在使用、维护和保养过程中，为了避免触接带电部件或因绝缘失效、瞬间电流过大发热过高、变压器短路、溢水和潮湿漏电等等而致伤、致死事故的发生，电气安全试验的具体要求按照GB 4706.1和GB 4706.10标准要求的方法试验。

4.水温控制误差试验

对于其误差的试验，将采用以下方法进行：

①为了节省时间，可在足浴器容器内注入35℃～40℃的热水；

②接通电源，让足浴器正常工作，将控制面板上的温度控制键调节到最大额定值TR；

③开启加热功能键，当温度控制显示已达到额定值后；

④将温度数据采集器（见图1）按照如下方法进行放置并测量（见图2）：

图1 温度数据采集器

图2 放置示意图

俯视器具，以足浴器容器额定容量上表面有效面积的中心位置为圆心，距离圆心90mm～100mm处近似均匀的分布放置5个点，且该5个点应在距离水面25mm～40mm之间的水中，对分布5个点的温度测量3次；

⑤根据公式（1）计算每次测量的温度平均值Tn；

⑥按照本条款第④项的方法测量3次，根据公式（2）计算实际测量的温度平均值T；

⑦根据公式（3）计算得出水温控制误差ΔT；按下列公式计算水温控制误差：

式中：ΔT——温度误差，%

T——实际测量的温度平均值，℃

Tn——每次测量的温度平均值，℃

TR——额定温度值，℃

i—— 测量点数

n—— 测量次数

5.额定容量偏差试验

对于足浴器额定容量要求的试验，这里介绍最简单的、最容易操作的试验方法：

①查出产品铭牌（或说明书）上标注的额定容量；

②用量杯将额定容量的水注入足浴器容器内，用VR表示；

③观测水是否已到（或超过）额定容量水位线；

④如不到水位线，用量杯继续将水注入直至水位线；如超过水位线，用量杯将水取出直至水位线；

⑤根据公式 （4）计算得出额定容量偏差ΔV；另一种方法是记录额外注入或取出的水量就是额定容量偏差ΔV。

按下列公式计算容量偏差：

式中：

ΔV——容量偏差，%

V——实际容量，L

VR——额定容量，L

6.升温速度试验

足浴器是比较特殊的敞开式器具，在加热的同时也在散热，为了检测的准确性，将温度测试点定在注水口部位。这里介绍的是切实可行的、比较合理的试验方法：

①我国地方广阔，南方北方温度相差太大，现统一给出了初始注入水的温度15℃±1℃；

②将15℃±1℃水注入到足浴器容器内，直至额定容量水位线；

③接通电源，开启加热功能；

④按照第4条“水温控制误差试验“中的第④项的方法进行布点和测量；

⑤由于足浴器产品本身的特殊性，属于开放式的加热器具，在加热的同时也在不断的散热，当水温较低时，散热更快，考虑到加热速度指标测量的合理性，将测量条件定在当水温达到35℃～40℃后，才用热电偶（或温度测量仪）测量注水口的水温，记录此时的水温TC；

⑥每隔1min测试一次注水口的水温，用TA表示，根据公式（5）计算得出每次测量的升温速度Ki；

⑦连续测量并记录5次，根据公式（6）计算得出实际测量的升温速度平均值Kn。

注：往足浴器容器中注水并能实现冲浪功能的入口。

按下列公式计算升温速度：

式中：

Ki——每次测量的升温速度，℃/min

Kn——实际测量的升温速度平均值，℃/min

TC——试验初始温度，℃

TA——试验结束温度，℃

t——测量时间，min

n——测量次数

7.热效率试验

将试验的环境温度设定为23℃±2℃的原因在第1条“试验条件”中已做了解释，对试验的初始水温规定为15℃±1℃在第6条“升温速度试验”第（1）项中也已做了说明。

足浴器的加热设置有许多档，为了能真实、准确的反映热效率，在试验时应迅速将加热功能键调节到最大额定功率档。

足浴器是比较特殊的敞开式器具，在加热的同时也在散热，经过大量的试验、数据采集和数据分析，足浴器的水温在35℃左右时散热最慢，温升在（35±1）K范围内测量和计算热效率比较合理。

为了检测的准确性，将温度测试点定在注水口部位。热效率是衡量足浴器性能很重要的一个指标，对其将采用以下方法进行试验：

①将试验的环境温度控制为23℃±2℃；

②将15℃±1℃额定容量VR的水注入到足浴器容器内；

③测量并记录试验初始水温TC；

④接通电源启动足浴器加热功能键并迅速调节到最大额定功率档；

⑤当温升接近35K时，关闭器具，同时记录消耗电能量E（消耗电能量可采用交流电参数测量仪和计时器共同测量，并通过公式计算获得E=功率×温升接近35K时所消耗的时间,单位为kWh）；

⑥读取1min内（由于器具的水温散热很快，为此，要求读取温度的时间不要超过1min）的最高温度TA；

⑦按下列公式计算热效率：

由于水的比热容 C=4.2{kJ/（kg·℃）}≈1/860 kWh/（kg·℃）

从上得知水的比热容是常数，为了在应用和计算时更简化，将热效率公式转化为标准中的公式（8）：

式中：

η——热效率%；

VR——额定容量，L

TC——试验初始温度，℃

TA——试验结束温度，℃

E——加热耗电量kWh

ρ——密度，kg/L（水的密度为1 kg/L）

8.计时器误差试验

一般足浴器的最长设定时间为60min，为了检测的准确性，将测试时间节点定在15min、20min、30min、60min多个档位，在试验过程中，试验员也可根据实际情况选更多的档位进行试验，按照以下方法进行：

①接通足浴器电源；

② 将足浴器上的计时器设定在15min，用tR1表示所设定时间值；

③在启动足浴器的同时，按下试验设备计时器（图3）或秒表按钮，此时，足浴器的计时器和试验设备同时工作；

图3 计时器

④当足浴器计时器在设定的时间完成时，记录试验设备数据；

⑤根据公式（9）计算得出计时器精度误差Δt1；

⑥按照第③项分别将足浴器上的计时器设定在20min、30min、60min档，用tR2、tR3、tR4表示所设定时间值，再按照④⑤⑥项方法进行测量和计算，可分别得出计时器在时间节点上精度误差Δt2、Δt3、Δt4；

按下列公式计算计时器精度误差：

式中：

Δt——计时器精度误差，%

t——实测时间值，min

tR——设定时间值，min

⑦按下列公式计算计时器精度误差平均值：

式中：

Δtn——计时器精度误差平均值%

n——测量次数

9.堵塞保护试验

标准要求堵塞一旦发生，无论温度控制器设定在任何值，只要足浴器温度达到该设定值时就应该断电。

在试验过程中，比较容易操作的堵塞部位是注水口，为此选定该部位进行堵塞。

堵塞保护是衡量足浴器性能很重要的一个指标，对其将采用以下方法进行试验：

①接通足浴器电源；

②将足浴器温度设定在任意值，然后将注水口给堵塞不让水流出；

③启动足浴器加热，当温度达到所设定值时，器具应该断电，用目视方法检查试验结果。

10.防干烧试验

在无水时或水少于额定容量的10%时，足浴器不能够被启动。

防干烧是衡量足浴器性能很重要的一个指标，是为防止干烧所采取的保护措施，对其将采用以下方法进行试验：

①在足浴器无水的情况下，接通电源，开启动按钮应不响应，即足浴器不能够启动；

②然后，用量杯将少于10%额定容量的水注入器具，接通电源开启器具，此时器具也不应该启动；

③继续加水，当注水量大于额定容量的10%后，开启足浴器，此时器具应该启动工作。

11.噪声试验

为了噪声检测的准确性，要求测试环境噪声应低于声压级38dB（A）；同时最能反映足浴器工作状态的是装有额度容量的水并开启所有功能；足浴器工作5min～10min后趋于稳定状态建立，这样的检测数据准确，能真实反映足浴器的性能。

测试方法按照现有的GB/T 4214.1国家标准实施，噪声值是衡量足浴器性能很重要的一个指标，对其将采用以下方法进行试验：

①将器具放置于环境噪声低于声压级38dB（A）的静音室内，如图4所示；

图4 按摩器具在实验室的测量方法

②按照GB/T 4214.1《声学家用电器及类似用途器具噪声测试方法第1部分：通用要求》中第7章7.1.4规定的声压级测量的放置方法，传声器位置共10个点，如图5所示；

③装入额定容量的水，接通电源并开启所有功能；

④ 器具工作5min～10min后，按照GB/T 4214.1《声学家用电器及类似用途器具噪声测试方法第1部分：通用要求》中第7章7.1.4规定的声压级的测量方法进行试验，并记录所测试的数据；

⑤按照GB/T 4214.1标准中第8章规定的声压级和声功率级的方法计算，对所测试的数据进行计算；

图5 手持式、台式和落地式器具的半球面测量表面上的测点位置

⑥计算结果其声功率级噪声值应不大于68dB(A)，且无明显异音。

按照GB/T 4214.1-2000《声学家用电器及类似用途器具噪声测试方法 第1部分：通用要求》国家标准规定的要求，对按摩器具在实验室的噪声进行测试，方法如图5所示。

三、后语

标准不仅对产品的加工工艺、检验方法和手段做出了一系列的规定，而且对产品的原材料、性能、包装运输和售后服务做出了明确的规定，标准是质量工作的唯一依据，离开标准，质量工作将成为“无源之水，无本之木”。《注水式足部按摩器》标准的制定为各相关企业、消费者及相监管部门使用、提高质量及监管提供更有效的支持。

[1]中国家用电器研究院等.GB 4706.1-2005家用和类似用途电器安全第1部分：通用要求[S].北京：中国标准出版社，2005.

[2]中国家用电器研究院.GB 4706.10-2008家用和类似用途电器安全按摩器具的特殊要求[S].北京：中国标准出版社，2008.

[3]中国家用电器研究所.GB/T 4214.1-2000声学家用电器及类似用途器具噪声测试方法第1部分：通用要求[S].北京：中国标准出版社，2000.